CN103085102A

CN103085102A - 裁剪机

Info

Publication number: CN103085102A
Application number: CN2012104414952A
Authority: CN
Inventors: 有北礼治
Original assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Current assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: JP2013099811A; CN103085102B; FR2982189B1; JP5850711B2; FR2982189A1

Abstract

本发明提供一种裁剪机，能够以简单的结构谋求裁剪刀的长寿命化，并能够减轻裁剪刀的更换作业。对片状物（4）的裁剪是在从上方将倾斜裁剪刀（5）刺入到片状物（4）的状态下，在成为刀口（5b）的一部分的作用位置（5c）进行裁剪。为进行倾斜裁剪刀（5）的升降移动，设置有裁剪刀升降机构（6）。即使一个作用位置（5c）达到了刀口（5b）的寿命，控制部（7）也能够切换到其他的作用位置（5c）来继续裁剪。由于刀口（5b）倾斜，所以根据作用位置（5c）相对于刀尖（5a）的高度，裁剪头（2）的基准位置和作用位置（5c）的距离也发生变化。对于该变化量，通过控制部（7）修正裁剪数据来进行裁剪头（2）的控制，由此能够没有误差地进行裁剪。

Description

裁剪机

技术领域

本发明涉及根据预先设定的数据裁剪片状物尤其是包含碳素纤维的硬质的工业材料等的裁剪机。

背景技术

以往提出有如下技术：为将工业材料例如包含碳素纤维等的纤维强化塑料（FRP）成形用的中间原料即预浸料或各种塑料片切成任意形状，使用片状物切断装置（例如参照专利文献1）。在该片状物切断装置中，在平坦的工作台上展开片状物，使前端具有倾斜地形成的刀口的切削刀的突出端与其接触，使切削刀相对于片状物沿刀口倾斜的方向相对地移动来进行切断。若持续进行硬质的工业材料的切断，则刀口切断片状物的部分磨损，刀口变钝，还变得容易发生卷刃或崩刃等，切断变得困难。在专利文献1中，作为现有技术还公开了如下技术：若在切削刀的前端的两侧设置有倾斜的刀口并作成山形，则依次使用两侧的刀口，从而可以延长切削刀的寿命。在专利文献1公开的发明中，使切削刀的刀口形成为圆弧状，增大切断时能够使用的刀口的位置，来谋求进一步延长切削刀的寿命。

对于由机织面料或针织面料等织物这样的较软质的原料形成的片状物，使用如下裁剪机（例如参照专利文献2），即，在载置于工作台表面的状态下，根据预先设定的裁剪数据，在沿着片状物表面的X－Y平面内进行裁剪。被裁剪后的片状物被缝制来制造成衣等。成为裁剪对象的片状物在多片层叠的状态下被载置在工作台上。进行裁剪的裁剪刀在直立的侧方形成有刀口，在从上方插入片状物的状态下，反复进行上下移动的同时，沿刀口的方向行进来裁剪片状物。工作台的表面由鬃毛刷或毛毡等以裁剪刀的刀刃能够从上方侵入内部的方式构成。在裁剪机中，使外周形成有刀口的圆板状的裁剪刀旋转来进行裁剪。专利文献2还公开了通过刀口的研磨来延长裁剪刀的寿命的技术。

专利文献1:日本特开平3－43189号公报

专利文献2:日本特开平7－60686号公报

由于预浸料等工业材料中包含硬质的纤维，所以通过进行裁剪使裁剪刀的刀口急速地消耗。另外，由于与软质且未固化的树脂共存，因此在通过以往的裁剪机所使用的上下移动的裁剪刀进行裁剪时，产生粉状的裁剪屑，裁剪面也会成为起伏不平的状态。这样的不良情况虽然在不使裁剪刀上下移动地进行裁剪的情况下不会发生，但在上述情况下由于刀口的作用位置不变，成为同一位置，所以刀口容易磨损，还容易发生卷刃或崩刃等。若产生这些不良情况而导致裁剪变得困难，则达到裁剪刀的寿命，需要进行裁剪刀的更换，很费事。

在使用专利文献1公开的山形的切削刀的情况下，进行两方向的使用，只是为了期待使寿命延长到2倍。在使用刀口形成为圆弧状的切削刀的情况下，在被插入片状物的圆弧状刀口的两个位置，片状物被切断。由于在两个位置之间需要间隔，因此，若进行裁剪的部分的曲率变大或进行裁剪的部分彼此的邻接密度变高，则有可能导致裁剪位置偏移或伤及在裁剪方向的后侧邻接的裁剪部分。在裁剪机中，在使用圆形的裁剪刀的情况下也一样。

而且，预浸料等所含有的未固化的树脂等容易附着在裁剪刀的刀口附近。刀口附近的附着物阻碍裁剪刀变钝等，虽然裁剪刀的相对于磨损的寿命延长，但导致裁剪变得困难。为进行将附着物从裁剪刀除去的作业，必须停止裁剪，很费事，导致裁剪的效率也降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种裁剪机，能够以简单的结构谋求裁剪刀的长寿命化，并能够减轻裁剪刀的更换作业。

本发明的裁剪机，根据预先设定的裁剪数据，对在刀刃能够从上方侵入内部的工作台的表面上载置的片状物，在沿着片状物表面的X－Y平面内进行裁剪，所述裁剪机的特征在于，包括：倾斜裁剪刀，其为片状，在下部具有向下方突出的刀尖和从刀尖向侧方倾斜的同时上升的刀口，所述倾斜裁剪刀通过将下部刺入片状物表面的状态下的刀口的作用，来裁剪片状物；裁剪刀升降机构，其使倾斜裁剪刀升降来改变对片状物进行裁剪的刀口的作用位置；以及控制部，其根据通过裁剪刀升降机构被改变的刀口的作用位置，修正裁剪数据的同时，控制片状物和倾斜裁剪刀的相对移动以便对片状物进行裁剪。

另外，本发明的特征在于，所述控制部将所述刀口的多个位置设定为所述作用位置，监视并存储各作用位置处的裁剪量，根据裁剪量进行控制以切换作用位置。

另外，本发明的特征在于，所述倾斜裁剪刀是在所述刀尖的两侧具有所述刀口的双刃。

另外，本发明的特征在于，还包括刮板，在所述倾斜裁剪刀利用所述裁剪刀升降机构的作用进行升降时，所述刮板与倾斜裁剪刀的下部滑动接触，并除去向倾斜裁剪刀上附着的附着物

另外，本发明的特征在于，所述控制部根据所述裁剪数据，在应裁剪所述片状物的部分，在裁剪的密度高的情况下或裁剪的曲率大的情况下，以使所述作用位置处于所述倾斜裁剪刀的下端附近的方式进行控制。

另外，本发明的特征在于，所述倾斜裁剪刀及裁剪刀升降机构设置于在所述片状物的表面上方移动的裁剪头上，在裁剪头中，该倾斜裁剪刀和刀口沿上下方向直立地形成的直立裁剪刀能够更换，在裁剪头中还包括反复驱动机构，该反复驱动机构能够驱动直立裁剪刀以使其沿上下方向反复升降。

根据本发明，通过裁剪刀升降机构使倾斜裁剪刀升降，从而改变裁剪片状物的刀口的作用位置，因此，即使特定的作用位置达到裁剪刀的寿命，也能够谋求裁剪刀整体的长寿命化。控制部根据改变后的刀口的作用位置，修正裁剪数据的同时，控制片状物和倾斜裁剪刀的相对移动以便对片状物进行裁剪，因此，能够根据相对于片状物的裁剪数据继续裁剪。通过仅仅改变倾斜裁剪刀的刀口的作用位置并修正裁剪数据这样的简单结构，就能够谋求裁剪刀的长寿命化，并能够减轻裁剪刀的更换作业。

另外，根据本发明，分成多个作用位置来使用，从而能够使裁剪刀的寿命延长到使用单一的作用位置时的数倍。

另外，根据本发明，由于将刀尖的两侧具有刀口的双刃作为倾斜裁剪刀使用，所以能够利用倾斜的刀口的两方向进行裁剪，能够将裁剪刀的寿命延长到二倍。

另外，根据本发明，由于能够通过刮板除去向倾斜裁剪刀上附着的附着物，所以能够避免附着物对裁剪产生阻碍。

另外，根据本发明，通过使用倾斜裁剪刀的下端附近，能够减小伤及裁剪密度高的部位的邻接的裁剪部分的可能性，能够实现曲率大的部分的正确的裁剪。

另外，根据本发明，根据片状物的原料，对于硬质的原料使用倾斜裁剪刀进行裁剪，对于软质的原料使用直立裁剪刀进行上下移动，从而能够对于宽广范围的原料进行适当的裁剪。

附图说明

图1是表示作为本发明一实施例的裁剪机1的裁剪头2的主要部分的大致结构的图。

图2（a）～（c）是表示使用单刃的裁剪刀的情况下延长寿命的本发明的基本构思，是表示为进一步延长寿命而使用的双刃的裁剪刀的例子的图。

图3是表示在图1的裁剪头2中在螺母部件17处于原点位置、裁剪刀缸体20处于作用状态及布料压板缸体24处于不作用状态的结构的简要主视图。

图4是图3的局部右视图。

图5（a）～（d）是表示图3的裁剪刀升降机构6及布料压板8的工作状态的简要主视图。

图6（a）是表示设置在图3的裁剪头2上的刮板40的结构的俯视图、（b）是表示刮板40的安装状态的主视图、（c）是表示刮板40对倾斜裁剪刀5进行作用的作用状态的右视图。

图7是表示在图1的裁剪头2中使用往复机构19进行裁剪而使用的裁剪单元50的大致结构的主视图。

附图标记说明

1裁剪机

2裁剪头

3工作台

4片状物

5倾斜裁剪刀

5a刀尖

5b刀口

5c作用位置

6裁剪刀升降机构

7控制部

8布料压板

9R轴单元

10升降电机

20裁剪刀缸体

24布料压板缸体

30刀架

40刮板

50裁剪单元

55直立裁剪刀

57砂轮单元

具体实施方式

以下，利用图1～图7说明本发明的一实施例。在各图的说明中，有时使用该图中不存在而在在先说明的附图中存在的附图标记进行说明，或对与在先说明的附图所示的部分对应的部分标注相同的附图标记，从而省略重复的说明。

【实施例】

图1表示作为本发明一实施例的裁剪机1的尤其是裁剪头2的主要部分的大致结构。裁剪机1及裁剪头2的基本结构与专利文献2记载的结构相同。即，裁剪头2在沿着载置于水平的工作台3的片状物4表面的X－Y平面内移动的同时进行裁剪。工作台3排列有鬃毛刷3a并由从下方直立的鬃毛形成，包括具有通气性的表面，能够从鬃毛刷3a的下方吸引并保持片状物4。鬃毛由合成树脂等形成，能够从表面的上方使裁剪刀的刀刃侵入内部。工作台3的表面也可以由毛毡等形成。

在本实施例的裁剪头2上，作为裁剪刀安装有倾斜裁剪刀5。倾斜裁剪刀5大致呈片状，下部具有向下方突出的刀尖5a。倾斜裁剪刀5在刀尖5a的侧方具有倾斜的同时上升的刀口5b。本实施例的倾斜裁剪刀5是双刃，在刀尖5a的两侧方具有刀口5b。对片状物4的裁剪是在从上方将倾斜裁剪刀5刺入片状物4的状态下，在成为刀口5b的一部分的作用位置5c进行裁剪。为进行这样的倾斜裁剪刀5的升降移动，设置有裁剪刀升降机构6。对裁剪刀升降机构6的控制通过控制部7进行。控制部7是为进行包括裁剪头2在X－Y平面内的移动在内的裁剪机1的整体控制而设置的。倾斜裁剪刀5进行裁剪的片状物4的表面能够被布料压板8按压。倾斜裁剪刀5的方向能够通过R轴单元9绕垂直于工作台3表面的轴线改变。

裁剪刀升降机构6包括由升降电机10驱动的滚珠丝杠机构。在滚珠丝杠机构中，设置有带轮11、正时带12、带轮13及螺纹杆14。带轮11安装在升降电机10的输出轴上，带轮13安装在螺纹杆14上。正时带12挂设在带轮11、13之间。螺纹杆14的上下被裁剪头2的框架15、16能够旋转地支承。升降电机10也安装在裁剪头2的框架上。在螺纹杆14上拧合有螺母部件17，通过螺纹杆14的旋转使螺母部件17升降移动。在螺母部件17上安装有Z轴缸体18，Z轴缸体18使往复机构19相对于滚珠丝杠机构沿Z轴方向升降。往复机构19是为使裁剪刀例如如专利文献2公开的那样上下振动而设置的。但是，在仅使用倾斜裁剪刀5的情况下，由于不用使其上下振动，所以不需要设置往复机构19。

在螺母部件17上也安装有裁剪刀缸体20。裁剪刀缸体20用于切换倾斜裁剪刀5向片状物4刺入并进行裁剪的作用状态、和刀尖5a从片状物4的表面离开的不作用状态。裁剪刀缸体20的输出杆安装在升降基座21上。升降基座21支承R轴单元9。导向轴22从R轴单元9向下方延伸。布料压板8被导向轴22引导，通过设置在导向轴22上部的弹簧23以向上方拉起的方式被施力。为使如上所述向上方被施力的布料压板8升降移动，在升降基座21上安装有布料压板缸体24。布料压板缸体24的输出杆24a向下方突出，前端安装有连接单元25。若连接单元25以布料压板缸体24使输出杆24a突出的方式工作，则抵抗弹簧23的作用力使布料压板8下降。在布料压板缸体24工作的状态下，布料压板8成为按压片状物4表面的状态，并成为从工作台3的表面仅浮起与片状物4的厚度相应的量的状态。该厚度经由设置在连接单元25上方的齿条26和与齿条26的齿啮合的小齿轮27，被编码器28检测。在升降基座21上还安装有用于旋转驱动R轴单元9的R轴电机29。

图2表示与图1的倾斜裁剪刀5相关的结构。图2（a）表示在倾斜裁剪刀5为单刃的情况下，因从片状物4表面刺入的深度D1、D2的差异，从刀尖5a到作用位置5c的距离L1、L2发生变化的情况。图2（b）表示双刃的倾斜裁剪刀5的形状和为安装到裁剪头2上而使用的刀架30。图2（c）表示将倾斜裁剪刀5作成其他形状的例子。

如图2（a）所示，若改变倾斜裁剪刀5向片状物4刺入的深度D1、D2，则能够改变通过刀口5b裁剪片状物4的作用位置5c。这样，若改变作用位置5c，则对于一个作用位置5c而言，即便因磨损而导致刀口变钝、或产生卷刃或崩刃等而达到刀口5b的寿命，也能够在其他的作用位置5c继续进行裁剪。本实施例的控制部7监视并存储各作用位置5c处的裁剪距离等裁剪量的同时进行管理，若使用过程中的作用位置处的裁剪量超过作为寿命而被设定的极限值，则进行控制以采用下一作用位置5c，因此能够谋求倾斜裁剪刀5的长寿命化。例如，在设置有深度6mm左右的刀口5b的倾斜裁剪刀5中，能够每2mm切换三处作用位置5c。

在使用如上所述高度不同的多个作用位置5c的情况下，可以在裁剪过程中切换作用位置，但也可以按照作为片状物4一次裁剪的标记、或按照各标记内的部件等进行切换。控制部7在各作用位置5c监视裁剪量并将其存储，若裁剪量的累计值超过极限量或接近极限量，则进行不使用该作用位置5c等控制。

由于刀口5b倾斜，所以根据作用位置5c相对于刀尖5a的高度，相对于裁剪头2的基准位置例如R轴的位置的作用位置5c发生变化。但是，对于该变化量，通过控制部7修正裁剪数据来进行裁剪头2的控制，从而能够没有误差地进行裁剪。

另外，对于倾斜裁剪刀5刺入片状物的深度D1、D2中较浅的D1这一方而言，作用于片状物4的从刀尖5a到作用位置5c的距离L1更短。该距离短的一方适用于曲率大的部分的裁剪或裁剪密度高的部分等的裁剪。因此，优选为，控制部7通过基于裁剪数据进行的判断，根据需要进行控制以便使用深度浅的刀尖5a附近部位进行裁剪。此外，如上所述的作用位置5c的高度切换也可以在裁剪过程中进行切换，但控制部7也可以从裁剪数据进行判断，若需要切换，则进行控制以便在将倾斜裁剪刀5从片状物4拉起的状态下进行裁剪。

若采用图2（b）所示的双刃，则能够在倾斜裁剪刀5上将刀口5b设置在刀尖5a的两侧，与仅在一侧设置刀口5b的情况相比，能够谋求更加长寿命化。例如，若倾斜角度θ1为65°左右，则能够在两侧分别设置8mm深度的刀口5b。这样的倾斜裁剪刀5以利用两片刀架30从两侧夹持的状态安装并固定在裁剪头2上。在刀架30上，通过螺钉31、32、33、34、35将倾斜裁剪刀5的周围紧固。

如图2（c）所示，即使倾斜裁剪刀5采用双刃，也能够作成各种形状。另外，刀口5b的倾斜角度θ2可以比θ1小，也可以比其大。

图3及图4表示如下结构：在图1的裁剪头2中，螺母部件17处于上升到上限的原点位置、裁剪刀缸体20处于使升降基座21下降的作用状态并且布料压板缸体24使布料压板8上升并处于不作用状态的结构。滚珠丝杠机构的升降量比裁剪刀缸体20的升降量大，在原点位置，倾斜裁剪刀5的刀尖5a并未下降到片状物4的表面。

虽然图1中省略了图示，但在升降基座21上还安装有对安装在往复机构19上的裁剪刀进行研磨时旋转驱动砂轮的砂轮电机36、和研磨时停止R轴单元9的旋转的制动器37等。在倾斜裁剪刀5贯穿的布料压板8的底面8a上，设置有刮去向倾斜裁剪刀5上附着的附着物的刮板40。在底面8a上，在倾斜裁剪刀5及刀架30等贯穿的通孔8b的周围，形成有供刮板40的平坦部40a嵌合的凹部8c。刮板40经由导向部件41以能够升降移动的状态安装在升降基座21上。

图5简要地表示图1的裁剪刀升降机构6及布料压板8的工作状态。图5（a）表示从图3及图4的状态开始，停止布料压板缸体24对布料压板8的拉起操作，使布料压板8按压片状物4表面的作用状态。滚珠丝杠机构也开始实施倾斜裁剪刀5的下降操作，刀尖5a刺入片状物4的表面。图5（b）及图5（c）表示相比图5（a）使倾斜裁剪刀5进一步下降的状态。在图5（b）和图5（c）中，由于刀口5b的作用位置5c不同，所以通过切换倾斜裁剪刀5向片状物4刺入的深度，能够延长倾斜裁剪刀5的寿命。图5（d）表示在图5（c）的状态下，使裁剪刀缸体20处于不作用状态，使升降基座21上升，以使倾斜裁剪刀5的刀尖5a从片状物4表面离开的状态。

图6表示与刮去向倾斜裁剪刀5上附着的附着物的刮板40相关的结构。如图6（a）所示，在刮板40的平坦部40a上设置有供倾斜裁剪刀5贯穿的通孔40b。在贯穿状态下，倾斜裁剪刀5和通孔40b之间的间隙小，若在倾斜裁剪刀5的表面存在附着物，则能够利用平坦部40a表面将其刮去。安装部40c从平坦部40a的一边直立起来，进而在其上端设置有弹簧挂钩部40d。如图6（b）所示，在安装部40c上设置有用于安装到导向部件41的长孔40e，通过螺钉42、43，以能够升降移动的状态被安装。如图6（c）所示，拉伸弹簧44的下端钩挂在设置于刮板40上端的弹簧挂钩部40d。拉伸弹簧44的上端钩挂在导向部件41的上部。

由于刮板40的通孔40b是与倾斜裁剪刀5的截面近似的形状，所以如图6（c）所示，在倾斜裁剪刀5相对于布料压板8相对地下降的状态下，被刀架30的下端压下。倾斜裁剪刀5相对于布料压板8相对地上升时，刮板40被拉伸弹簧44拉伸，平坦部40a能够上升直至到达布料压板8的凹部8c，但由于通孔8b的开口面积比平坦部40a小，所以平坦部40a的上升被凹部8c阻止。裁剪片状物4时，在裁剪部件间移动时，使裁剪刀缸体40处于不作用状态，使倾斜裁剪刀5上升；在对裁剪部件进行裁剪时，使裁剪刀缸体40处于作用状态，使倾斜裁剪刀5下降。通过如上所述的倾斜裁剪刀5的升降，一同进行利用刮板40除去附着物的处理。

在作为进行裁剪的片状物4使用预浸料的情况下，在预浸料中，与碳素纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等硬质部分一起含浸有环氧树脂等未固化的热固性树脂。为了裁剪硬质部分，倾斜裁剪刀5的材质采用例如超硬合金。但是，被含浸的未固化树脂容易成为向倾斜裁剪刀5附着的附着物。若向倾斜裁剪刀5附着的附着物变多，则刀口变钝，裁剪变得困难。通过使用刮板40，能够除去附着物。另外，由于附着物也附着在刀口5b的后方，所以在使用双刃的倾斜裁剪刀5的情况下，在附着物大量地附着之前，若通过R轴的旋转而切换到方向不同的刀口5b，则能够在裁剪的同时除去附着物。如上所述的刀刃的方向的切换也通过控制部7进行。

图7表示在图1的裁剪头2中使用往复机构19进行裁剪时所使用的裁剪单元50的大致结构。在裁剪单元50中，使用直立裁剪刀55。在直立裁剪刀55中，刀口55a形成在直立的侧方。直立裁剪刀55被刀引导部56引导，通过反复驱动机构即往复机构19上下驱动的同时裁剪片状物4。直立裁剪刀55的材质采用工具钢等硬质钢材，通过砂轮单元57进行研磨的同时进行使用，能够有效地裁剪较软质的原料。通过将这样的裁剪单元50及布料压板58与图1所示的倾斜裁剪刀5及其安装部分以及布料压板8进行更换，能够对宽广范围的原料进行适当的裁剪。

另外，在直立裁剪刀55中，还能够在刀口55a上设置凹凸并作成锯齿状，若使用锯齿状的裁剪刀，则能够有效地裁剪橡胶等弹性原料。

Claims

1.一种裁剪机，根据预先设定的裁剪数据，对在刀刃能够从上方侵入内部的工作台的表面上载置的片状物，在沿着片状物表面的X－Y平面内进行裁剪，所述裁剪机的特征在于，包括：

倾斜裁剪刀，其为片状，在下部具有向下方突出的刀尖和从刀尖向侧方倾斜的同时上升的刀口，所述倾斜裁剪刀通过将下部刺入片状物表面的状态下的刀口的作用，来裁剪片状物；

裁剪刀升降机构，其使倾斜裁剪刀升降来改变对片状物进行裁剪的刀口的作用位置；以及

控制部，其根据通过裁剪刀升降机构被改变的刀口的作用位置，修正裁剪数据的同时，控制片状物和倾斜裁剪刀的相对移动以便对片状物进行裁剪。

2.如权利要求1所述的裁剪机，其特征在于，所述控制部将所述刀口的多个位置设定为所述作用位置，监视并存储各作用位置处的裁剪量，根据裁剪量进行控制以切换作用位置。

3.如权利要求1或2所述的裁剪机，其特征在于，所述倾斜裁剪刀是在所述刀尖的两侧具有所述刀口的双刃。

4.如权利要求1~3中任一项所述的裁剪机，其特征在于，还包括刮板，在所述倾斜裁剪刀利用所述裁剪刀升降机构的作用进行升降时，所述刮板与倾斜裁剪刀的下部滑动接触，并除去向倾斜裁剪刀上附着的附着物。

5.如权利要求1~4中任一项所述的裁剪机，其特征在于，所述控制部根据所述裁剪数据，在应裁剪所述片状物的部分，在裁剪的密度高的情况下或裁剪的曲率大的情况下，以使所述作用位置处于所述倾斜裁剪刀的下端附近的方式进行控制。

6.如权利要求1~5中任一项所述的裁剪机，其特征在于，

所述倾斜裁剪刀及裁剪刀升降机构设置于在所述片状物的表面上方移动的裁剪头上，

在裁剪头中，该倾斜裁剪刀和刀口沿上下方向直立地形成的直立裁剪刀能够更换，

在裁剪头中还包括反复驱动机构，该反复驱动机构能够驱动直立裁剪刀以使其沿上下方向反复升降。